(57)【要約】【課題】  簡単な構成により、Ｈｅ雰囲気下で寿命を長くできるシンチレーション計数管からなるＸ線検出器およびこれを用いた蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】  シンチレーション計数管１７の収納容器２４内部から外部への気体の流れによって、光電子増倍管２３内へ浸透してくるＨｅガスを外部へ押し出す結果、光電子増倍管２３内へのＨｅガスの浸透を阻止して収納容器２４内部のＨｅガス濃度が高くなるのを防ぐとともに、光電子増倍管２３内部の高真空を保持できるので、Ｈｅ雰囲気下でも、光電子増倍管２３の増倍機能を保持できるから、簡単な構成により、シンチレーション計数管１７からなるＸ線検出器５の寿命を長くすることができる。【選択図】  図１    
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈｅ雰囲気下に置かれ、シンチレータ、光電子増倍管およびこれらを収納する収納容器を有するシンチレーション計数管からなるＸ線検出器であって、
収納容器内部に空気、Ｎ２ガス、ＰＲガス、ＣＯ２ガス、およびキセノンガスのうちのいずれか１つの気体の流れを生じさせ、この気体の流れにより光電子増倍管内に浸透しようとするＨｅガスを収納容器内部から外部へ押し出して、光電子増倍管内へのＨｅガス浸透を阻止するものであるＸ線検出器。
【請求項２】
請求項１において、シンチレーション計数管は、可とう性の高分子パイプ内に給電および信号出力用の電線を収納してなるものであり、収納容器内部から前記高分子パイプ内を介して外部へ前記気体の流れを生じさせるものであるＸ線検出器。
【請求項３】
Ｈｅ雰囲気下に置かれ、シンチレータ、光電子増倍管およびこれらを収納する収納容器を有するシンチレーション計数管と、ＰＲガスまたはキセノンガスを使用するガスフロー型比例計数管とからなるＸ線検出器を備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記Ｘ線検出器は、シンチレーション計数管の収納容器内部にガスフロー型比例計数管からのＰＲガスまたはキセノンガスの気体の流れを生じさせ、この気体の流れにより光電子増倍管内に浸透しようとするＨｅガスを収納容器内部から外部へ押し出して、光電子増倍管内へのＨｅガス浸透を阻止するものである蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
請求項３において、前記Ｘ線検出器は、シンチレーション計数管が可とう性の高分子パイプ内に給電および信号出力用の電線を収納してなるものであり、シンチレーション計数管の収納容器内部から前記高分子パイプ内を介して外部へ前記気体の流れを生じさせるものである蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｈｅ（ヘリウム）雰囲気下において、シンチレータおよび光電子増倍管を有するシンチレーション計数管からなるＸ線検出器の長寿命化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ｘ線が照射された試料から発生する蛍光Ｘ線を測定して試料を分析する蛍光Ｘ線分析装置が知られており、この蛍光Ｘ線分析装置に使用されるＸ線検出器には、重元素分析用のシンチレーション計数管や軽元素分析用のガスフロー型比例計数管などが用いられる（例えば、特許文献１）。また、液体試料等を蛍光Ｘ線分析する場合、予め試料室や分光室内がＨｅガスで置換されたＨｅ雰囲気下で行われる。
【０００３】
前記シンチレーション計数管は、入射Ｘ線を蛍光（紫外線）に変換するシンチレータ（蛍光体）、および入射した紫外線から発生させた光電子を増倍する光電子増倍管を備えている。
【特許文献１】特開２００２−９８６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来装置によりＨｅ雰囲気下で試料を蛍光Ｘ線分析すると、シンチレーション計数管の増倍機能が短い期間で発揮できなくなり、シンチレーション計数管からなるＸ線検出器の寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決して、簡単な構成により、Ｈｅ雰囲気下で寿命を長くできるシンチレーション計数管からなるＸ線検出器およびこれを備えたＸ線分析装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係るＸ線検出器は、Ｈｅ雰囲気下に置かれ、シンチレータ、光電子増倍管およびこれらを収納する収納容器を有するシンチレーション計数管からなるものであって、収納容器内部に空気、Ｎ２ガス、ＰＲガス、ＣＯ２ガス、およびキセノンガスのうちのいずれか１つの気体の流れを生じさせ、この気体の流れにより光電子増倍管内に浸透しようとするＨｅガスを収納容器内部から外部へ押し出して、光電子増倍管内へのＨｅガス浸透を阻止するものである。ここで、ＰＲガスとは、Ａｒ９０％＋ＣＨ４１０％の混合ガスを意味する。
【０００７】
この構成によれば、収納容器内部から外部への気体の流れによって、光電子増倍管内へ浸透してくるＨｅガスを外部へ押し出す結果、光電子増倍管内へのＨｅガスの浸透を阻止して収納容器内部のＨｅガス濃度が高くなるのを防ぐとともに、光電子増倍管内部の高真空を保持できるので、Ｈｅ雰囲気下でも、光電子増倍管の増倍機能を保持できるから、簡単な構成により、シンチレーション計数管からなるＸ線検出器の寿命を長くすることができる。
【０００８】
本発明に係るＸ線検出器を用いた蛍光Ｘ線分析装置は、Ｈｅ雰囲気下に置かれ、シンチレータ、光電子増倍管およびこれらを収納する収納容器を有するシンチレーション計数管と、ＰＲガスまたはキセノンガスを使用するガスフロー型比例計数管とからなるＸ線検出器を備えたものであって、前記Ｘ線検出器は、シンチレーション計数管の収納容器内部にガスフロー型比例計数管からのＰＲガスまたはキセノンガスの気体の流れを生じさせ、この気体の流れにより光電子増倍管内に浸透しようとするＨｅガスを収納容器内部から外部へ押し出して、光電子増倍管内へのＨｅガス浸透を阻止するものである。
【０００９】
この構成によれば、収納容器内部から外部への、ガスフロー型比例計数管からのＰＲガスまたはキセノンガスの気体の流れによって、光電子増倍管内へ浸透してくるＨｅガスを外部へ押し出す結果、光電子増倍管内へのＨｅガスの浸透を阻止して収納容器内部のＨｅガス濃度が高くなるのを防ぐとともに、光電子増倍管内部の高真空を保持できるので、Ｈｅ雰囲気下でも、光電子増倍管の増倍機能を保持できるから、また既設のガスフロー型比例計数管からのＰＲガスまたはキセノンガスを用いることから、簡単な構成により、シンチレーション計数管からなるＸ線検出器の寿命を低コストで長くすることができる。
【００１０】
好ましくは、シンチレーション計数管は、可とう性の高分子パイプ内に給電および信号出力用の電線を収納してなるものであり、シンチレーション計数管の収納容器内部から前記高分子パイプ内を介して外部へ前記気体の流れを生じさせるものである。したがって、既設の部品である高分子パイプを用いて、光電子増倍管内へのＨｅガス浸透を阻止するので、より低コストでＸ線検出器の寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線検出器を備えた蛍光Ｘ線分析装置を示す概略構成図である。この蛍光Ｘ線分析装置は例えば波長分散型であり、試料ＳにＸ線Ｂ１を照射するＸ線管２、試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線Ｂ２を平行化するスリット３、蛍光Ｘ線Ｂ２を分光する分光結晶４、分光された蛍光Ｘ線Ｂ２を検出するＸ線検出器５、および分光結晶４とＸ線検出器５とを一定の角度関係を保って回動させる図示しないゴニオメータを備えている。試料Ｓは例えば液体や粉体などの試料であり、壁８、９により形成された装置内部、つまりＸ線管室１２、試料室１３および分光室１４内はＨｅ雰囲気に置換されている。分光結晶４は例えば回転機構を有する結晶交換機１６により蛍光Ｘ線Ｂ２の波長に応じて交換される。
【００１２】
Ｘ線検出器５は、重元素分析用のシンチレーション計数管（シンチレータカウンタ）１７と、軽元素分析用のガスフロー型比例計数管１８とを備えている。シンチレーション計数管１７は、入射Ｘ線を蛍光（紫外線）に変換するシンチレータ（蛍光体）２２と、このシンチレータ２２に隣接して配置されて、入射した紫外線から発生させた光電子を増倍する光電子増倍管２３と、これらを収納する例えば金属製の収納容器２４とを備え、収納容器２４に取り付けられた可とう性の高分子パイプ内２６に電源供給用および信号出力用の電線を収納して構成されている。収納容器２４内は通常大気状態にある。光電子増倍管２３は、図示しない光電陰極、複数段のダイノードおよび陽極からなる電子増倍機構を、高真空に保持されたガラス容器２５の中に収納してなる。
【００１３】
シンチレーション計数管１７に入射したＸ線はシンチレータ２２により蛍光（紫外線）に変換され、これが光電子増倍管２３に入射する。そして、光電子増倍管２３の電子増倍機構により、まず光電陰極の光電面に紫外線が当ると光電子を放出し、この光電子が第１段のダイノードに当り２次電子を発生し、以後のダイノードで電子流は次々と増倍されて、陽極にパルスを発生する。
【００１４】
一方、ＰＲガス（Ａｒ９０％＋ＣＨ４１０％の混合ガス）を使用するガスフロー型比例計数管１８は、陰極である本体（円筒部）３２と、その内部中心にそって設けられた陽極の芯線３３と、円筒部３２の一部に設けられてポリエステルやポリプロピレンなどのフィルムからなるＸ線入射窓３４と、円筒部３２に取り付けられたガスフロー用のチューブ３５とを備え、可とう性の高分子パイプ３６内に電源供給用および信号出力用の電線を収納して構成されている。ＰＲガスは例えば数ミリリットル／分〜数１００ミリリットル／分のガス量で流される。
【００１５】
シンチレーション計数管１７およびガスフロー型比例計数管１８に用いられている高分子パイプ２６、３６は、Ｘ線検出器５がゴニオメータにより回動するので、例えばポリウレタンのような可とう性を有する材料からなる。
【００１６】
ここで、Ｈｅ雰囲気下で試料Ｓを蛍光Ｘ線分析する場合、分光室１４内部もＨｅ雰囲気に置換されているので、シンチレーション計数管１７の高分子パイプ２６の外側周囲にＨｅガスが充満していることとなる。この高分子パイプ２６に用いられる高分子材料は一般にＨｅガスを透過させやすく、パイプ２６内に浸透したＨｅガスはやがて収納容器２４の内部に侵入して、徐々に収納容器２４内部のＨｅガス濃度が高くなる。所定濃度以上になるとＨｅガスはガラスを透過するため、光電子増倍管２３のガラス容器２５をＨｅガスが透過して、その内部に浸透する。
【００１７】
そうすると、前記電子増倍機構の電子流の増倍過程において、電子流が浸透したＨｅガスに衝突して、イオン化しノイズとなって、増倍効果が減少し、光電子増倍管２３の増倍機能が破壊されることとなる。このように、Ｈｅ雰囲気下では、シンチレーション計数管１７の寿命、つまり使用開始から時間経過に伴って破壊するまでの時間が短くなる。なお、空気中にも微量のＨｅガスが含まれているがその濃度は低いため、該Ｈｅガスはガラスを透過せず、大気中に光電子増倍管が置かれても、その増倍機構は損なわれない。
【００１８】
これに対して、本実施形態では、シンチレーション計数管１７の高分子パイプ２６の中にさらに細い高分子パイプ２７を設けて、この高分子パイプ２７から収納容器２４内部へ例えばガスフロー型比例計数管１８のチューブ３５からのＰＲガスを送り込んで、該内部から高分子パイプ２６と高分子パイプ２７間の通路を介して外部へ流れるＰＲガスの流れを生じさせ、このＰＲガスの流れにより光電子増倍管２３内に浸透しようとするＨｅガスを収納容器２４内部から外部へ押し出して、光電子増倍管２３内へのＨｅガス浸透を阻止する。また、ＰＲガスは、ガラスに対する透過性の少ない気体であるので、これをシンチレーション計数管１７の収納容器２４内で流しても、光電子増倍管２３内部における高真空は保持される。
【００１９】
これにより、シンチレーション計数管１７の収納容器２４内部から外部へのＰＲガスの流れによって、光電子増倍管２３内へ浸透してくるＨｅガスを外部へ押し出す結果、光電子増倍管２３内へのＨｅガスの浸透を阻止して収納容器２４内部のＨｅガス濃度が高くなるのを防ぐとともに、光電子増倍管２３内部の高真空を保持できるので、Ｈｅ雰囲気下でも、光電子増倍管２３の増倍機能を保持できるから、簡単な構成により、シンチレーション計数管１７からなるＸ線検出器５の寿命を長くすることができる。また、既設のガスフロー型比例計数管１８からのＰＲガスを用いるとともに、収納容器２４内部から既設の部品である高分子パイプ２６内を介して外部へ空気の流れを生じさせるものであるので、低コストでＸ線検出器５の寿命を長くすることができる。
【００２０】
なお、この実施形態では、収納容器２４内部にＰＲガスの流れを生じさせているが、ＰＲガスに代えて、キセノンガスを用いてもよい。
【００２１】
また、この実施形態では、分光室１４外部でガスフロー型比例計数管１８のチューブ３５から高分子パイプ２６を介して収納容器２４内部にＰＲガスの流れを生じさせているが、分光室１４内で破線で示すように、ガスフロー型比例計数管１８とシンチレーション計数管１７間にバイパス通路４０を設けて、このバイパス通路４０を介してガスフロー型比例計数管１８からのＰＲガスの流れを生じさせてもよい。
【００２２】
なお、この実施形態では、シンチレーション計数管１７の収納容器２４内部にガスフロー型比例計数管１８からのＰＲガスの流れを生じさせているが、このＰＲガスに代えて、別個に高分子パイプ２７から収納容器２４へエアーポンプなどで空気、Ｎ２ガス、またはＣＯ２ガスを送り込んで、各気体の流れを生じさせるようにしてもよい。前記した空気、Ｎ２ガス、ＣＯ２ガス、およびキセノンガスは、ＰＲガスと同様に、いずれもガラスに対する透過性の少ない気体であるので、これらの気体をシンチレーション計数管１７の収納容器２４内で流しても、光電子増倍管２３における高真空は保持される。
【００２３】
なお、この実施形態では、Ｘ線検出器５として、シンチレーション計数管１７およびガスフロー型比例計数管１８の両方を用いているが、シンチレーション計数管１７を単独で用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検出器およびこれを備えた蛍光Ｘ線分析装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
５：Ｘ線検出器
１４：分光室
１７：シンチレーション計数管
１８：ガスフロー型比例計数管
２２：シンチレータ
２３：光電子増倍管
２６：高分子パイプ
Ｓ：試料
【図１】
2005121400.tif 000003